碳纳米管分子计算机——8月27日科学史上的今天

2018-08-27作者:科学π工作室, 编著编辑:书问阅读



自然界中由原子组成的分子有各种形状,由多个碳原子组成的分子,有各种各样的结构,其中就有卷成圆筒形的碳纳米管结构。


碳纳米管是只有头发丝十万分之一粗细的中空管体,计算机的新发展就在这个新奇的管形结构上发展了起来,它有可能将硅材料逐出历史舞台,取而代之成为未来计算机世界的新主宰。


1946年硅晶体管问世,不到10年的时间它就用到了计算机上,虽然长期占据着计算机历史舞台,但也遭遇到了“极限”的困难。原来,受到量子效应的干扰,硅晶体管的尺寸越小,它的性能偏差就越大。在5~10纳米的尺度上,微型化的“瓶颈”限制了它的进一步发展,危难之中前来救驾的就是纳米管。


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2001年8月27日,IBM公司宣布,他们成功研制世界上最小的计算机逻辑电路,这是一只由碳分子组成的双晶体管元件,其中的碳分子就是碳纳米管。这种材料不仅可以做到体积小,还具有超强的传导性、开关速度快等特点。以这种材料代替硅制作晶体管,将使未来的电脑芯片变得更小、速度更快、耗电量更少。2013年,IBM更用碳纳米管制成电子电路,还研发出“混血”集成电路,在需要高度精确处,使用碳纳米管材料,在一般的地方还继续使用硅材料,以延长硅材料的使用寿命。


2013年9月,斯坦福大学研究生马克斯·夏拉克带领的研究组宣布,他们制造成功人类首台碳纳米晶体管计算机,并开始试运行。这台刚问世的碳纳米管计算机,结构非常简单,却意味着人类在新型计算机世界中又迈开了新的一步,但它是革命性的关键一步,把电子技术引领到了一个新天地。



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作者科学π工作室 编著
出版清华大学出版社
定价99元
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